EP3215794B1 - Device for producing and treating a gas stream through a volume of liquid, and facilities and methods implementing said device - Google Patents

Device for producing and treating a gas stream through a volume of liquid, and facilities and methods implementing said device Download PDF

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EP3215794B1
EP3215794B1 EP15801897.8A EP15801897A EP3215794B1 EP 3215794 B1 EP3215794 B1 EP 3215794B1 EP 15801897 A EP15801897 A EP 15801897A EP 3215794 B1 EP3215794 B1 EP 3215794B1
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Definitions

  • the compressor 121a can be any known type of gas compressor making it possible to create a gas flow (centrifugal fan, axial fan, pump, etc.).
  • Each plate 14, 14', 14" also includes at least one through opening 141 allowing two neighboring chambers to communicate with each other, and thus allowing the passage of a gas flow F' leaving the volume of liquid V from a chamber to the other from the lower chamber E1 to the evacuation opening 101.
  • the liquid temperature T of the liquid L, and for example water, in the reserve 11 is lower than the initial temperature of the gas flow F.
  • the gas is cooled and dehumidified, the gas F' leaving the device 1 being at a temperature lower than that of the incoming gas flow F and the absolute humidity (weight of water per volume of air) in the gas flow Outgoing F' being lower than the absolute humidity of the incoming gas flow F.
  • This outgoing gas flow F' is for example redirected towards the exterior of a building or towards an area (interior or exterior) where cold and less humidity are needed.
  • the energy recovery system 2' directly uses liquid L from reserve 11 as heat transfer liquid, and makes it possible to supply in a closed loop an energy storage tank 25 (for example an additional liquid reserve) or a device 25 (for example heat pump or equivalent) making it possible to recover by heat exchange the calories stored in the liquid 11.
  • the energy recovery system 2' thus comprises a closed circuit in which a part of the liquid L of the reserve functions as a heat transfer fluid.
  • Example 2 Energy recovery in air containing approximately 80% relative humidity and at a temperature of approximately 50°C.
  • FIG 8 We represented on the figure 8 a multi-stage installation which comprises two installations 11, 12 which are similar to the installation of the figure 5 and which are mounted in cascade, the gas flow F' leaving the upstream installation 11 being used as the entering gas flow F of the downstream installation 12.
  • This multi-story installation of the figure 8 is particularly suitable for cooling and recovering energy in several successive stages in high temperature gas flows, such as industrial fumes.
  • the reserve 11 is formed by a container open in the upper part.
  • the container or equivalent forming the reserve 11 can be closed.

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Description

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne la production et le traitement d'un flux d'air à travers un volume de liquide. Elle trouve son application dans des domaines variés tels que par exemple, et de manière non exhaustive, la récupération de calories dans un flux gazeux, et notamment dans un flux d'air chaud ou dans des fumées industrielles, la production d'un flux gazeux qui est chauffé ou refroidi en traversant ledit volume de liquide, la production d'un flux gazeux dont la température est contrôlée et/ou dont l'humidité absolue est contrôlée, l'humidification ou la déshumidification d'un flux gazeux, la dépollution ou le filtrage d'un flux gazeux, le chauffage ou la climatisation d'un local ou de bâtiments industriels, tertiaires, ou domestiques, le contrôle de l'hygrométrie d'un local ou de bâtiments industriels, tertiaires, ou domestiques. Le flux gazeux produit peut également être utilisé pour refroidir, chauffer, humidifier ou déshumidifier tout type d'objet ou de surface.The present invention relates to producing and processing a flow of air through a volume of liquid. It finds its application in various fields such as for example, and in a non-exhaustive manner, the recovery of calories in a gas flow, and in particular in a flow of hot air or in industrial fumes, the production of a gas flow which is heated or cooled by passing through said volume of liquid, the production of a gas flow whose temperature is controlled and/or whose absolute humidity is controlled, the humidification or dehumidification of a gas flow, the depollution or the filtering of a gas flow, the heating or air conditioning of a premises or industrial, tertiary, or domestic buildings, the control of the hygrometry of a premises or industrial, tertiary, or domestic buildings. The gas flow produced can also be used to cool, heat, humidify or dehumidify any type of object or surface.

Art antérieurPrior art

L'utilisation d'un liquide, tel que par exemple de l'eau, pour traiter, et notamment pour chauffer ou refroidir un flux gazeux par échange thermique entre le liquide et le flux gazeux, avec une mise en contact direct du flux gazeux et du liquide, est une technique ancienne, qui présente l'avantage d'être écologique, car elle évite notamment la mise en oeuvre de fluides caloporteurs de type fluides frigorigènes. Le chauffage ou refroidissement du flux gazeux, et notamment d'un flux d'air peut par exemple avoir pour objectif de produire un flux gazeux ayant une température contrôlée et/ou avoir pour objectif de produire un flux gazeux ayant une humidité absolue contrôlée.The use of a liquid, such as for example water, to treat, and in particular to heat or cool a gas flow by heat exchange between the liquid and the gas flow, with direct contact of the gas flow and liquid, is an old technique, which has the advantage of being ecological, because it notably avoids the use of heat transfer fluids such as refrigerants. Heating or cooling the gas flow, and in particular an air flow, may for example have the objective of producing a gas flow having a controlled temperature and/or have the objective of producing a gas flow having a controlled absolute humidity.

Une première solution connue pour mettre en oeuvre cette technique consiste à faire passer le flux gazeux à travers un rideau de fines gouttelettes du liquide ou à travers une surface d'échange perméable au gaz et contenant ce liquide, tel que par exemple un matériau textile imbibé d'eau ou à faire circuler le flux gazeux au contact de plaques humidifiées. Le principal inconvénient de ce type de solution réside dans le très faible rendement énergétique de l'échange thermique entre le liquide et le flux gazeux, et dans les faibles débits d'air pouvant être obtenus.A first known solution for implementing this technique consists of passing the gas flow through a curtain of fine droplets of the liquid or through an exchange surface permeable to gas and containing this liquid, such as for example a textile material soaked in water or to circulate the gas flow in contact with humidified plates. The main disadvantage of this type of solution lies in the very low energy efficiency of the heat exchange between the liquid and the gas flow, and in the low air flow rates that can be obtained.

Une deuxième solution connue consiste à faire passer le flux gazeux, et notamment le flux d'air directement à travers un volume de liquide contenu dans une enceinte, en injectant le flux gazeux dans le volume de liquide, au-dessous de la surface dudit volume de liquide. Ce type de solution est décrit par exemple dans le brevet américain US 2 896 927 , dans la demande de brevet internationale WO 2006/138287 , dans le brevet américain US 4 697 735 (figure 3), et dans la demande de brevet allemand DE 101 53 452 . Cette deuxième solution technique présente l'avantage de permettre d'atteindre un rendement énergétique des échanges thermiques entre le liquide et le flux gazeux plus élevé que la première solution technique. Néanmoins les solutions décrites dans ces publications ne permettent de travailler avec des débits de gaz importants, et ne permettent pas de traiter rapidement des volumes de gaz importants, et le rendement énergétique des échanges thermiques entre le liquide et le flux gazeux restent faibles. Plus particulièrement les solutions décrites dans ces publications ne sont par exemple pas adaptées pour refroidir efficacement et rapidement des flux gazeux à haute température, tels que par exemple des fumées industrielles, ou pour récupérer efficacement et rapidement des calories dans un flux gazeux.A second known solution consists of passing the gas flow, and in particular the air flow directly through a volume of liquid contained in an enclosure, by injecting the gas flow into the volume of liquid, below the surface of said volume. of liquid. This type of solution is described for example in the American patent US 2,896,927 , in the international patent application WO 2006/138287 , in the US patent US 4,697,735 ( Figure 3 ), and in the German patent application FROM 101 53 452 . This second technical solution has the advantage of making it possible to achieve a higher energy efficiency of the heat exchanges between the liquid and the gas flow than the first technical solution. However, the solutions described in these publications do not make it possible to work with large gas flow rates, and do not make it possible to quickly treat large volumes of gas, and the energy efficiency of the thermal exchanges between the liquid and the gas flow remains low. More particularly, the solutions described in these publications are, for example, not suitable for efficiently and quickly cooling gas flows at high temperatures, such as for example industrial fumes, or for efficiently and quickly recovering calories in a gas flow.

On a également proposé dans le brevet Américain US 5 908 491 un dispositif permettant de nettoyer l'air en le faisant passer dans un volume d'eau de manière à filtrer les poussières contenues dans l'air. Ce dispositif comporte une enceinte fermée, qui contient ledit volume d'eau, et qui est mise en dépression de manière à aspirer de l'air à l'extérieur et à créer par aspiration un flux d'air passant à travers le volume d'eau contenu dans l'enceinte. Cette solution ne permet pas de travailler avec des débits d'air importants. De plus, elle n'est pas utilisée, et n'est d'ailleurs pas adaptée, pour réaliser de manière efficace un transfert de calorie entre le flux d'air et le volume d'eau avec des débits d'air importants.It was also proposed in the American patent US 5,908,491 a device for cleaning the air by passing it through a volume of water so as to filter the dust contained in the air. This device comprises a closed enclosure, which contains said volume of water, and which is placed under depression so as to suck air from the outside and to create by suction a flow of air passing through the volume of water contained in the enclosure. This solution does not allow working with significant air flow rates. Furthermore, it is not used, and is moreover not suitable, to effectively carry out a transfer of calories between the air flow and the volume of water with significant air flow rates.

Objectif de l'inventionObjective of the invention

Un objectif de l'invention est de proposer une nouvelle solution technique qui permet d'améliorer la production et le traitement d'un flux gazeux à travers un volume de liquide contenu dans une enceinte, et notamment qui permet de traiter efficacement un flux gazeux avec des débits importants.An objective of the invention is to propose a new technical solution which makes it possible to improve the production and treatment of a gas flow through a volume of liquid contained in an enclosure, and in particular which makes it possible to effectively treat a gas flow with significant flow rates.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

L'invention a ainsi pour premier objet un dispositif de production et de traitement d'un flux gazeux défini dans la revendication 1.The invention thus has as its first object a device for producing and treating a gas flow defined in claim 1.

L'invention a pour autre objet une installation permettant la récupération de calories dans un flux gazeux entrant, ladite installation comportant le dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la température du liquide est inférieure à la température du flux gazeux entrant dans l'enceinte et un système de récupération d'énergie permettant de récupérer une partie au moins des calories captées dans le liquide de la réserve dudit dispositif.Another subject of the invention is an installation allowing the recovery of calories in an incoming gas flow, said installation comprising the device according to one of claims 1 to 9, in which the temperature of the liquid is lower than the temperature of the incoming gas flow. in the enclosure and an energy recovery system making it possible to recover at least part of the calories captured in the liquid in the reserve of said device.

L'invention a également pour objet une installation comportant au moins deux installations amont et aval de récupération de calories dans un flux gazeux qui sont conformes à l'une des revendications 10 et 11, et qui sont montées en cascade, de telle sorte que le flux gazeux sortant du dispositif de l'installation amont est au moins en partie, et de préférence dans sa totalité, utilisé comme flux gazeux entrant du dispositif de l'installation aval.The invention also relates to an installation comprising at least two upstream and downstream installations for recovering calories in a gas flow which comply with one of claims 10 and 11, and which are mounted in cascade, such that the gas flow leaving the device of the upstream installation is at least in part, and preferably in its entirety, used as gas flow entering the device of the downstream installation.

L'invention a pour autre objet un procédé de chauffage et/ou de refroidissement et/ou d'humidification et/ou de déshumidification d'un local, au moyen d'au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, et qui est agencé de telle sorte que le flux gazeux entrant qui est introduit dans l'enceinte du dispositif est un flux d'air, et le flux d'air sortant du dispositif est introduit à l'intérieur du local.Another subject of the invention is a method of heating and/or cooling and/or humidifying and/or dehumidifying a room, by means of at least one device according to one of claims 1 to 9, and which is arranged in such a way that the incoming gas flow which is introduced into the enclosure of the device is an air flow, and the air flow leaving the device is introduced to inside the premises.

L'invention a pour autre objet un procédé de production d'un flux gazeux, et notamment d'un flux d'air, à partir d'un flux gazeux entrant, et notamment d'un flux d'air entrant, dans lequel on utilise une installation selon l'une des revendications 10 à 12, et on utilise pour le chauffage une partie au moins des calories captées dans la réserve de liquide.Another subject of the invention is a process for producing a gas flow, and in particular an air flow, from an incoming gas flow, and in particular an incoming air flow, in which one uses an installation according to one of claims 10 to 12, and at least part of the calories captured in the liquid reserve are used for heating.

L'invention a pour autre objet un procédé de récupération de calories dans l'air d'un local ou de déshumidification d'un local avec récupération de calories, au moyen d'une installation selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel le flux gazeux entrant qui est introduit dans l'enceinte du dispositif de l'installation est un flux d'air provenant au moins en partie de l'intérieur du local.Another subject of the invention is a process for recovering calories from the air in a room or for dehumidifying a room with heat recovery, by means of an installation according to one of claims 10 to 12, in in which the incoming gas flow which is introduced into the enclosure of the installation device is an air flow coming at least partly from inside the room.

L'invention a pour autre objet un procédé de création d'une zone tampon à l'intérieur d'un local dans laquelle l'humidité et/ou la teneur en poussières est contrôlée, caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, qui est agencé de telle sorte que le flux de gaz entrant dans l'enceinte du dispositif est un flux d'air provenant au moins en partie de l'extérieur du local, et dans lequel le flux d'air sortant de l'enceinte du dispositif est introduit au moins en partie dans le local.Another subject of the invention is a method for creating a buffer zone inside a room in which the humidity and/or dust content is controlled, characterized in that a device according to the one of claims 1 to 9, which is arranged such that the flow of gas entering the enclosure of the device is an air flow coming at least partly from outside the room, and in which the flow of The air leaving the device enclosure is introduced at least partly into the room.

L'invention a pour autre objet un procédé de filtrage et/ou dépollution d'un flux gazeux, et notamment d'un flux d'air, au moyen d'au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, d'une installation selon l'une des revendications 10 à 12, de telle sorte qu'un flux gazeux entrant contenant des particules et/ou des polluants est introduit dans l'enceinte du dispositif et qu'une partie au moins de ces particules et/ou polluants est captée dans le liquide de la réserve du dispositif.Another subject of the invention is a method of filtering and/or depolluting a gas flow, and in particular an air flow, by means of at least one device according to one of claims 1 to 9, d 'an installation according to one of claims 10 to 12, such that an incoming gas flow containing particles and/or pollutants is introduced into the enclosure of the device and that at least part of these particles and/or or pollutants is captured in the device’s reserve liquid.

Plus particulièrement, le flux gazeux entrant contient des fumées industrielles, et notamment des fumées industrielles à haute température. Plus généralement, l'invention a pour objectif de proposer une nouvelle solution technique permettant de récupérer efficacement des calories dans un flux gazeux et en mettant en oeuvre des débits de flux gazeux importants.More particularly, the incoming gas flow contains industrial fumes, and in particular high temperature industrial fumes. More generally, the invention aims to propose a new technical solution making it possible to efficiently recover calories in a gas flow and by implementing flow rates significant gases.

Brève description des figuresBrief description of the figures

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après de plusieurs variantes particulières de réalisation de l'invention, lesquelles variantes particulières de réalisation sont décrites à titre d'exemples non limitatifs et non exhaustifs de l'invention, et en référence aux dessins annexés sur lesquels :

  • La figure 1 représente de manière schématique une première variante de réalisation d'un dispositif de l'invention permettant la production et le traitement d'un flux gazeux à travers un volume de liquide.
  • La figure 2 représente de manière schématique une deuxième variante de réalisation d'un dispositif de l'invention permettant la production et le traitement d'un flux gazeux à travers un volume de liquide.
  • La figure 3 représente de manière schématique une troisième variante de réalisation d'une partie d'un dispositif de l'invention permettant la production et le traitement d'un flux gazeux à travers un volume de liquide.
  • La figure 4 représente de manière schématique une quatrième variante de réalisation d'une partie d'un dispositif de l'invention permettant la production et le traitement d'un flux gazeux à travers un volume de liquide.
  • La figure 5 représente de manière schématique une première variante d'une installation mettant en oeuvre le dispositif de la figure 1, et permettant de récupérer des calories dans un flux gazeux.
  • La figure 6 représente de manière schématique une deuxième variante d'une installation mettant en oeuvre le dispositif de la figure 1, et permettant de récupérer des calories dans un flux gazeux.
  • La figure 7 représente de manière schématique une troisième variante d'une installation mettant en oeuvre le dispositif de la figure 1, et permettant de récupérer des calories dans un flux gazeux.
  • La figure 8 représente de manière schématique une quatrième variante d'une installation mettant en oeuvre deux dispositifs de la figure 1 en cascade, et permettant de récupérer des calories dans un flux gazeux.
  • La figure 9 représente de manière schématique une cinquième variante d'une installation mettant en oeuvre le dispositif de la figure 1, et permettant de récupérer des calories dans un flux gazeux.
  • La figure 10 représente de manière schématique une variante d'une installation mettant en oeuvre le dispositif de la figure 1, et permettant de créer une zone tampon dont l'humidité ou la teneur en poussières est contrôlée.
The characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the detailed description below of several particular embodiments of the invention, which particular embodiment variants are described by way of non-limiting and non-exhaustive examples of the invention, and with reference to the appended drawings in which:
  • There figure 1 schematically represents a first alternative embodiment of a device of the invention allowing the production and treatment of a gas flow through a volume of liquid.
  • There figure 2 schematically represents a second alternative embodiment of a device of the invention allowing the production and treatment of a gas flow through a volume of liquid.
  • There Figure 3 schematically represents a third alternative embodiment of a part of a device of the invention allowing the production and treatment of a gas flow through a volume of liquid.
  • There Figure 4 schematically represents a fourth alternative embodiment of a part of a device of the invention allowing the production and treatment of a gas flow through a volume of liquid.
  • There figure 5 schematically represents a first variant of an installation implementing the device of the figure 1 , and allowing calories to be recovered in a gas flow.
  • There Figure 6 schematically represents a second variant of an installation implementing the device of the figure 1 , and allowing calories to be recovered in a gas flow.
  • There figure 7 schematically represents a third variant of an installation implementing the device of the figure 1 , and allowing calories to be recovered in a gas flow.
  • There figure 8 schematically represents a fourth variant of an installation implementing two devices of the figure 1 in cascade, and allowing calories to be recovered in a gas flow.
  • There Figure 9 schematically represents a fifth variant of an installation implementing the device of the figure 1 , and allowing calories to be recovered in a gas flow.
  • There Figure 10 schematically represents a variant of an installation implementing the device of the figure 1 , and making it possible to create a buffer zone whose humidity or dust content is controlled.

Description détailléedetailed description

En référence à la variante particulière de réalisation de la figure 1, le dispositif 1 de production et de traitement d'un flux gazeux comporte une enceinte 10, une réserve 11 de liquide L ouverte en partie supérieure, et par exemple une réserve d'eau, et des moyens 12 de production et d'injection d'un flux gazeux F entrant dans un volume V de liquide contenu dans l'enceinte 10.With reference to the particular variant of realization of the figure 1 , the device 1 for producing and treating a gas flow comprises an enclosure 10, a reserve 11 of liquid L open in the upper part, and for example a water reserve, and means 12 for producing and injecting a gas flow F entering a volume V of liquid contained in the enclosure 10.

L'invention n'est pas limitée à la mise en oeuvre d'eau comme liquide L, mais s'étend à tout autre type de liquide. A titre d'exemples non limitatifs et non exhaustifs, il peut être intéressant d'utiliser un liquide L dont la température de solidification à la pression atmosphérique est inférieure à 0°C, tel que par exemple de l'eau contenant des additifs, de type sels, glucides, glycol. Il peut également être intéressant d'utiliser de l'huile comme liquide L.The invention is not limited to the use of water as liquid L, but extends to any other type of liquid. As non-limiting and non-exhaustive examples, it may be interesting to use a liquid L whose solidification temperature at atmospheric pressure is less than 0°C, such as for example water containing additives, type salts, carbohydrates, glycol. It may also be interesting to use oil as liquid L.

L'enceinte 10 comprend une paroi supérieure 10a et une paroi latérale 10b délimitant une chambre interne 10c, et comporte à son extrémité inférieure une ouverture d'admission de liquide 10d, de grande section. Dans une autre variante, cette ouverture 10d de grande section pourrait être remplacée par plusieurs ouvertures d'admission de liquide de plus petite section.The enclosure 10 comprises an upper wall 10a and a side wall 10b delimiting an internal chamber 10c, and comprises at its lower end a liquid intake opening 10d, of large size. section. In another variant, this opening 10d of large section could be replaced by several liquid intake openings of smaller section.

La partie inférieure 10e de l'enceinte 10 est plongée dans le volume de liquide L contenu dans la réserve 11, sans toucher le fond 11a de la réserve de liquide 11.The lower part 10e of the enclosure 10 is immersed in the volume of liquid L contained in the reserve 11, without touching the bottom 11a of the liquid reserve 11.

L'ouverture d'admission de liquide 10d permet de faire communiquer la partie inférieure 10e de l'enceinte 10 avec la réserve de liquide 11, de telle sorte que la partie inférieure immergée 10e de l'enceinte contient une partie de ce liquide L, sous la forme d'un volume V de liquide.The liquid inlet opening 10d makes it possible to communicate the lower part 10e of the enclosure 10 with the liquid reserve 11, such that the submerged lower part 10e of the enclosure contains a part of this liquid L, in the form of a volume V of liquid.

L'enceinte 10 comprend également au moins une ouverture d'évacuation 10g d'un flux gazeux, qui est positionnée au-dessus de la surface S du volume V de liquide contenu dans l'enceinte 10, et qui dans l'exemple illustré est ménagée à proximité de la paroi supérieure 10a de l'enceinte 10.The enclosure 10 also comprises at least one evacuation opening 10g of a gas flow, which is positioned above the surface S of the volume V of liquid contained in the enclosure 10, and which in the example illustrated is provided near the upper wall 10a of the enclosure 10.

Les moyens 12 de production et d'injection d'un flux gazeux F comportent au moins un conduit d'injection 120, dont une partie inférieure 120a est plongée dans le volume V de liquide contenu dans la partie inférieure immergée 10e de l'enceinte 10, et se prolonge en partie supérieure à l'intérieur de l'enceinte 10 en dehors dudit volume V de liquide.The means 12 for producing and injecting a gas flow F comprise at least one injection conduit 120, a lower part 120a of which is immersed in the volume V of liquid contained in the lower immersed part 10e of the enclosure 10 , and extends in the upper part inside the enclosure 10 outside said volume V of liquid.

Dans cet exemple particulier, ce conduit d'injection 120 est constitué par un tube rectiligne vertical, qui traverse la paroi supérieure 10a de l'enceinte 10, et qui est ouvert à ses deux extrémités supérieure et inférieure.In this particular example, this injection conduit 120 is constituted by a vertical rectilinear tube, which passes through the upper wall 10a of the enclosure 10, and which is open at its two upper and lower ends.

Ce conduit d'injection 120 comporte ainsi dans sa partie inférieure immergée 120a au moins une ouverture d'évacuation 120c positionnée au-dessous de la surface S dudit volume V de liquide, et au-dessus du niveau de l'ouverture d'admission de liquide 10d de la partie inférieure immergée 10e de l'enceinte 10.This injection conduit 120 thus comprises in its lower submerged part 120a at least one evacuation opening 120c positioned below the surface S of said volume V of liquid, and above the level of the inlet opening of liquid 10d from the lower submerged part 10e of the enclosure 10.

La profondeur d'immersion H1 du conduit d'injection 120 dans le liquide, c'est-à-dire la distance H1 entre l'ouverture 120c et la surface S du volume V de liquide, est inférieure à la profondeur d'immersion H2 de l'enceinte dans la réserve 11 de liquide, c'est-à-dire la hauteur H2 du volume V de liquide dans l'enceinte 10.The immersion depth H1 of the injection conduit 120 in the liquid, that is to say the distance H1 between the opening 120c and the surface S of the volume V of liquid, is less than the depth of immersion H2 of the enclosure in the reserve 11 of liquid, that is to say the height H2 of the volume V of liquid in the enclosure 10.

Les moyens 12 de production et d'injection d'un flux gazeux F comportent en outre des moyens aérauliques 121, qui en fonctionnement permettent de créer et d'introduire un flux gazeux F entrant, en provenance de l'extérieur de l'enceinte 10, dans la partie supérieure non immergée 120b du conduit d'injection. Dans la variante particulière de la figure 1, ces moyens aérauliques 121 comportent plus particulièrement un compresseur de gaz 121a, dont la sortie est raccordée à l'ouverture d'admission 120d supérieure du conduit d'injection 120 par une canalisation 121b, et dont l'entrée est raccordée à une tubulure d'admission 121c communiquant avec l'extérieur de l'enceinte 10. Ce compresseur 121a permet de créer par aspiration un flux gazeux F, et d'introduire ce flux gazeux F sous pression dans le conduit d'injection 120 à travers l'ouverture d'amission 120d supérieure du conduit d'injection 120.The means 12 for producing and injecting a gas flow F further comprise aeraulic means 121, which in operation make it possible to create and introduce an incoming gas flow F, coming from outside the enclosure 10 , in the upper non-immersed part 120b of the injection conduit. In the particular variant of the figure 1 , these aeraulic means 121 comprise more particularly a gas compressor 121a, the outlet of which is connected to the upper inlet opening 120d of the injection conduit 120 by a pipe 121b, and the inlet of which is connected to a pipe d inlet 121c communicating with the exterior of the enclosure 10. This compressor 121a makes it possible to create by suction a gas flow F, and to introduce this gas flow F under pressure into the injection conduit 120 through the opening d upper intake 120d of the injection conduit 120.

Le compresseur 121a peut être tout type connu de compresseur de gaz permettant de créer un flux gazeux (ventilateur centrifuge, ventilateur axial, pompe, ...).The compressor 121a can be any known type of gas compressor making it possible to create a gas flow (centrifugal fan, axial fan, pump, etc.).

L'invention permet de travailler avec un débit de gaz en sortie du compresseur 121a qui est important, à savoir supérieur à 1000m3/h, et plus particulièrement encore dans certaines applications supérieur à 10000m3/h.The invention makes it possible to work with a gas flow rate at the outlet of the compressor 121a which is significant, namely greater than 1000m 3 /h, and even more particularly in certain applications greater than 10000m 3 /h.

Lorsque le compresseur 121a fonctionne, le flux gazeux F créé par le compresseur 121a est introduit sous pression dans le conduit d'injection 120 par l'ouverture d'admission 120d supérieure de ce conduit, passe à travers l'ouverture d'évacuation 120c de la partie inférieure immergée du conduit d'injection 120, et est introduit dans ledit volume V de liquide contenu dans la partie inférieure immergée 10e de l'enceinte 10, au-dessous de la surface S dudit volume V de liquide, sans modifier la pression extérieure au-dessus du liquide L de la réserve 11 à l'extérieur de l'enceinte 10. Ainsi, dans le cas particulier illustré, lorsque le compresseur 121a fonctionne, la pression extérieure au-dessus du liquide L de la réserve 11 à l'extérieur de l'enceinte 10 n'est pas modifiée et reste égale à la pression atmosphérique.When the compressor 121a operates, the gas flow F created by the compressor 121a is introduced under pressure into the injection conduit 120 through the upper inlet opening 120d of this conduit, passes through the evacuation opening 120c of the lower submerged part of the injection conduit 120, and is introduced into said volume V of liquid contained in the lower submerged part 10e of the enclosure 10, below the surface S of said volume V of liquid, without modifying the pressure exterior above the liquid L of the reserve 11 outside the enclosure 10. Thus, in the particular case illustrated, when the compressor 121a operates, the external pressure above the liquid L of the reserve 11 outside the enclosure 10 is not modified and remains equal to the atmospheric pressure .

Plus particulièrement le flux gazeux F est introduit dans ledit volume de liquide V en étant dirigé vers le bas.More particularly, the gas flow F is introduced into said volume of liquid V while being directed downwards.

Le compresseur 121a est sélectionné de manière à créer un flux gazeux F avec une pression dans le conduit d'injection 120, au-dessus du liquide, qui est supérieure à la colonne de liquide H1 dans la partie immergée 120a du conduit d'injection 120, de sorte que le gaz puisse être évacué dans le volume V de liquide en dehors du conduit d'injection 120.The compressor 121a is selected so as to create a gas flow F with a pressure in the injection conduit 120, above the liquid, which is greater than the column of liquid H1 in the immersed part 120a of the injection conduit 120 , so that the gas can be evacuated into the volume V of liquid outside the injection conduit 120.

Le gaz qui est introduit dans le volume de liquide V passe à travers le volume V de liquide en remontant vers la surface S dudit volume de liquide V, sous l'effet de la vitesse du gaz et de la poussée d'Archimède, et ressort à l'intérieur de l'enceinte 10 et à l'extérieur du conduit d'injection 120 en formant un flux gazeux F' sortant, qui a été traité par contact direct avec ledit volume V de liquide. Ce flux gazeux F' sortant remonte à l'intérieur de l'enceinte 10, en dehors du conduit d'injection 120, et est évacué en dehors de ladite enceinte 10 en passant à travers l'ouverture d'évacuation 10g de l'enceinte 10.The gas which is introduced into the volume of liquid V passes through the volume V of liquid upwards towards the surface S of said volume of liquid V, under the effect of the speed of the gas and the Archimedean thrust, and emerges inside the enclosure 10 and outside the injection conduit 120, forming an outgoing gas flow F', which was treated by direct contact with said volume V of liquid. This outgoing gas flow F' rises inside the enclosure 10, outside the injection conduit 120, and is evacuated outside said enclosure 10 by passing through the evacuation opening 10g of the enclosure 10.

Plus particulièrement, les profondeurs d'immersion H1 et H2 sont dimensionnées, notamment par rapport à la pression du gaz dans le conduit d'injection 120 au-dessus du liquide, de telle sorte que tout le gaz, qui est introduit dans le volume V de liquide contenu dans la partie inférieure immergée 10e de l'enceinte 10, remonte dans le volume de liquide V et ressort dans l'enceinte 10 au-dessus du liquide et en dehors du conduit d'injection 120, sans qu'une partie de ce gaz ne passe par l'ouverture d'admission inférieure 10d de l'enceinte 10, dans le volume de liquide situé en dehors de l'enceinte 10. Lorsque la température du volume de liquide V dans l'enceinte 10 est différente de la température du flux gazeux F avant son introduction dans le volume V de liquide, il se produit entre le gaz et le liquide des échanges thermiques par chaleur sensible et chaleur latente.More particularly, the immersion depths H1 and H2 are dimensioned, in particular with respect to the pressure of the gas in the injection conduit 120 above the liquid, such that all the gas, which is introduced into the volume V of liquid contained in the lower submerged part 10e of the enclosure 10, rises in the volume of liquid V and emerges in the enclosure 10 above the liquid and outside the injection conduit 120, without a part of this gas does not pass through the lower inlet opening 10d of the enclosure 10, into the volume of liquid located outside the enclosure 10. When the temperature of the volume of liquid V in the enclosure 10 is different from the temperature of the gas flow F before its introduction into the volume V of liquid, it occurs between the gas and the liquid heat exchanges by sensible heat and latent heat.

Lorsque la température TLiquide du volume de liquide est inférieure à la température initiale TInitiale du flux de gaz F avant introduction dans le volume de liquide, le flux de gaz F' est refroidi. Plus particulièrement, la température du flux de gaz F' sortant est sensiblement égale à la température TLiquide du volume de liquide. Il en résulte concomitamment que le flux d'air de gaz F' sortant du dispositif 1 a été déshumidifié par rapport aux flux de gaz entrant F, l'humidité absolue (poids d'eau par volume d'air) dans le flux de gaz F' sortant étant inférieure à l'humidité absolue du flux de gaz F entrant.When the temperature T Liquid of the volume of liquid is lower than the initial temperature T Initial of the gas flow F before introduction into the volume of liquid, the gas flow F' is cooled. More particularly, the temperature of the outgoing gas flow F' is substantially equal to the temperature T Liquid of the volume of liquid. This concomitantly results in the gas air flow F' leaving the device 1 being dehumidified in relation to the gas flow entering F, the absolute humidity (weight of water per volume of air) in the gas flow Outgoing F' being lower than the absolute humidity of the incoming gas flow F.

A l'inverse, lorsque la température du TLiquide du volume de liquide est supérieure à la température initiale TInitiale , le flux de gaz F' sortant est chauffé. Il en résulte concomitamment que le flux de gaz F' sortant du dispositif 1 a été humidifié par rapport au flux de gaz entrant F, l'humidité absolue (poids d'eau par volume d'air) dans le flux de gaz F' sortant étant supérieure à l'humidité absolue du flux de gaz F entrant.Conversely, when the temperature of the T Liquid of the volume of liquid is greater than the initial temperature T Initial , the outgoing gas flow F' is heated. This concomitantly results in the fact that the gas flow F' leaving the device 1 has been humidified relative to the incoming gas flow F, the absolute humidity (weight of water per volume of air) in the outgoing gas flow F' being greater than the absolute humidity of the incoming gas flow F.

La profondeur d'immersion H1 du conduit d'injection 120 doit être suffisamment importante pour que le traitement du flux de gaz par passage à travers le volume de liquide V, et plus particulièrement pour que le cas échéant le transfert thermique entre le liquide et le gaz injecté dans le volume de liquide V, soit efficace et suffisant, et permette le cas échéant au flux de gaz F' refroidi ou chauffé par le liquide d'être à une température proche et de préférence sensiblement identique à celle du liquide. A l'inverse, cette profondeur d'immersion H1 ne doit pas être trop importante pour éviter un surdimensionnement du compresseur 121a. Selon l'invention, la profondeur H1 est ainsi comprise entre 20mm et 200mm, et est de préférence comprise entre 30mm et 50mm.The immersion depth H1 of the injection conduit 120 must be sufficiently large so that the treatment of the gas flow by passing through the volume of liquid V, and more particularly so that, if necessary, the heat transfer between the liquid and the gas injected into the volume of liquid V, is effective and sufficient, and allows where appropriate the flow of gas F' cooled or heated by the liquid to be at a temperature close to and preferably substantially identical to that of the liquid. Conversely, this immersion depth H1 must not be too great to avoid oversizing of the compressor 121a. According to the invention, the depth H1 is thus between 20mm and 200mm, and is preferably between 30mm and 50mm.

De même pour une meilleure efficacité, la hauteur H2 du volume V de liquide doit de préférence ne pas être trop importante, et sera préférentiellement inférieure à 500mm, et plus particulièrement comprise entre 40mm et 500mm. L'invention n'est toutefois fois pas limitée à ces valeurs particulières.Likewise for better efficiency, the height H2 of the volume V of liquid should preferably not be too large, and will preferably be less than 500mm, and more particularly included between 40mm and 500mm. The invention is, however, not limited to these particular values.

Dans une autre application, le dispositif 1 de l'invention peut être utilisé pour filtrer ou dépolluer le flux de gaz entrant F par passage à travers un volume de liquide V. Dans cette application, la température du volume de liquide peut être supérieure ou inférieure à la température du flux de gaz entrant F, ou être sensiblement égale à la température du flux de gaz entrant F. Lorsque la température du volume de liquide est sensiblement égale à la température du flux de gaz entrant F, on produit en sortie du dispositif 1 un flux de gaz sortant F' filtré ou dépollué, qui n'a pas été chauffé ou refroidi, mais qui est sensiblement à la même température que le flux de gaz entrant F.In another application, the device 1 of the invention can be used to filter or depollute the incoming gas flow F by passing through a volume of liquid V. In this application, the temperature of the volume of liquid can be higher or lower at the temperature of the incoming gas flow F, or be substantially equal to the temperature of the incoming gas flow F. When the temperature of the volume of liquid is substantially equal to the temperature of the incoming gas flow F, we produce at the outlet of the device 1 an outgoing gas flow F' filtered or depolluted, which has not been heated or cooled, but which is substantially at the same temperature as the incoming gas flow F.

On a représenté sur la figure 2, une autre variante de réalisation d'un dispositif 1' de l'invention dans laquelle le conduit d'injection 120 est délimité entre une paroi verticale P interne à l'enceinte 10 et par une partie de la paroi latérale 10c de l'enceinte 10.We represented on the figure 2 , another alternative embodiment of a device 1' of the invention in which the injection conduit 120 is delimited between a vertical wall P internal to the enclosure 10 and by a part of the side wall 10c of the enclosure 10.

On a représenté sur la figure 3, une autre variante de réalisation d'un dispositif 1" de l'invention, seuls l'enceinte 10 et le compresseur 121a étant représentés sur cette figure, la réserve de liquide 11 n'étant pas représentée. Dans cette variante la paroi latérale 10c de l'enceinte 10 est de forme tubulaire, mais pourrait dans le cadre de l'invention avoir une toute autre géométrie.We represented on the Figure 3 , another alternative embodiment of a device 1" of the invention, only the enclosure 10 and the compressor 121a being shown in this figure, the liquid reserve 11 not being shown. In this variant the side wall 10c of the enclosure 10 is tubular in shape, but could in the context of the invention have a completely different geometry.

Dans cette variante de la figure 3, l'enceinte 10 comporte dans sa partie supérieure 10f qui n'est pas destinée être immergée dans un liquide, plusieurs plaques 14, 14', 14" à fonction de chicanes. Ces plaques 14, 14', 14" sont fixées à l'intérieur de l'enceinte 10, l'une au-dessus de l'autre, avec un espace entre plaques 14, de manière à former plusieurs chambres superposées E1, E2, E3 et E4. Chaque plaque 14, 14', 14" est en contact étanche sur toute sa périphérie avec la paroi latérale 10c de l'enceinte 10. En fonctionnement, lorsque la partie inférieure de l'enceinte est immergée dans une réserve de liquide, la première chambre E1 est délimitée par la surface du volume de liquide V contenu à l'intérieur de l'enceinte et la plaque inférieure 14. La deuxième chambre E2 est délimitée par la plaque inférieure 14 et la plaque intermédiaire 14'. La troisième chambre E3 est délimitée par la plaque intermédiaire 14' et la plaque supérieure 14". La quatrième chambre E4 est délimitée par la plaque supérieure 14" et la paroi supérieure 10a de l'enceinte 10.In this variation of the Figure 3 , the enclosure 10 comprises in its upper part 10f which is not intended to be immersed in a liquid, several plates 14, 14', 14" with baffle function. These plates 14, 14', 14" are fixed to the inside the enclosure 10, one above the other, with a space between plates 14, so as to form several superimposed chambers E1, E2, E3 and E4. Each plate 14, 14', 14" is in sealed contact over its entire periphery with the side wall 10c of the enclosure 10. In operation, when the lower part of the enclosure is immersed in a reserve of liquid, the first chamber E1 is delimited by the surface of the volume of liquid V contained inside the enclosure and the lower plate 14. The second chamber E2 is delimited by the lower plate 14 and the intermediate plate 14'. The third chamber E3 is delimited by the intermediate plate 14' and the upper plate 14". The fourth chamber E4 is delimited by the upper plate 14" and the upper wall 10a of the enclosure 10.

Le nombre de plaques 14, 14', 14" et de chambres E1, E2, E3 et E4 ne sont pas limitatifs de l'invention, le dispositif 1 pouvant comporter une seule plaque 14 délimitant deux chambres ou plus de trois plaques délimitant plus de quatre chambres.The number of plates 14, 14', 14" and chambers E1, E2, E3 and E4 are not limiting to the invention, the device 1 being able to comprise a single plate 14 delimiting two chambers or more than three plates delimiting more than four bedrooms.

Chaque plaque 14, 14, 14" comporte une ouverture traversante 140 ayant sensiblement la même section que le conduit d'injection 120. Ces ouvertures traversantes 140 sont alignées verticalement, et le conduit d'injection 120 est passé à travers ces ouvertures 140, le conduit 120 étant en contact étanche sur toute sa périphérie extérieure avec chaque plaque 14, 14', 14" au niveau de chaque ouverture 140 de passage du tube.Each plate 14, 14, 14" has a through opening 140 having substantially the same section as the injection conduit 120. These through openings 140 are aligned vertically, and the injection conduit 120 is passed through these openings 140, the conduit 120 being in sealed contact over its entire outer periphery with each plate 14, 14', 14" at the level of each opening 140 for passing the tube.

Chaque plaque 14, 14', 14" comporte également au moins une ouverture traversante 141 permettant de faire communiquer entre elles deux chambres voisines, et permettant ainsi le passage d'un flux gazeux F' sortant du volume de liquide V d'une chambre à l'autre depuis la chambre inférieure E1 jusqu'à l'ouverture d'évacuation 101.Each plate 14, 14', 14" also includes at least one through opening 141 allowing two neighboring chambers to communicate with each other, and thus allowing the passage of a gas flow F' leaving the volume of liquid V from a chamber to the other from the lower chamber E1 to the evacuation opening 101.

Ces ouvertures 141 sont décalées verticalement les unes par rapport aux autres et ne sont pas alignées avec l'ouverture d'évacuation d'air 101 de l'enceinte 10, de manière à faire subir plusieurs changements de direction audit flux d'air F'.These openings 141 are offset vertically relative to each other and are not aligned with the air exhaust opening 101 of the enclosure 10, so as to cause said air flow F' to undergo several changes of direction. .

En fonctionnement, la partie inférieure 10e de l'enceinte 10 étant immergée dans une réserve 11 de liquide, le flux d'air F' sortant du volume de liquide V remonte à l'intérieur de l'enceinte 10 en circulant à travers les chicanes 14,14',14", et en subissant plusieurs changements de directions successifs, puis est évacué en dehors de l'enceinte 10 à travers l'ouverture d'évacuation 10g.In operation, the lower part 10e of the enclosure 10 being immersed in a reserve 11 of liquid, the air flow F' leaving the volume of liquid V rises inside the enclosure 10 by circulating through the baffles 14,14',14", and undergoing several successive changes of direction, then is evacuated outside the enclosure 10 through the opening evacuation 10g.

On a représenté sur la figure 4, une autre variante qui se différencie de celle de la figure 3 en ce que le compresseur d'air 121a est raccordé à l'ouverture d'évacuation d'air 10g de l'enceinte 10, et crée le flux de gaz F entrant par aspiration à travers l'ouverture d'admission 120d du conduit d'injection 120, et non plus par soufflage.We represented on the figure 4 , another variant which differs from that of the Figure 3 in that the air compressor 121a is connected to the air exhaust opening 10g of the enclosure 10, and creates the flow of gas F entering by suction through the intake opening 120d of the conduit d injection 120, and no longer by blowing.

Dans les deux variantes des figures 3 et 4, lorsqu'il se produit dans le volume de liquide V des turbulences qui peuvent être importantes, et qui sont susceptibles de provoquer des projections de gouttes de liquides, qui sont entraînées par le flux de gaz sortant F', les chicanes 14, 14', 14" forment un obstacle sur le parcours de ces gouttes et permettent, grâce aux changements de direction successifs de l'air imposés par les chicanes, d'éviter que du liquide ne soit projeté par l'ouverture d'évacuation 10g en dehors de l'enceinte en même temps le flux d'air F' sortant. Grâce aux chicanes 14, 14', 14', aucune goutte de liquide n'est projetée en dehors de l'enceinte. Il en résulte avantageusement que les débits des flux d'air F et F' peuvent être très importants et/ou que le volume de l'enceinte peut être faible, ce qui réduit l'encombrement du dispositif, tout en évitant la projection de gouttes de liquide en dehors de l'enceinte du dispositif.In the two variants of figures 3 And 4 , when turbulence occurs in the volume of liquid V which can be significant, and which is likely to cause projections of drops of liquid, which are driven by the outgoing gas flow F', the baffles 14, 14' , 14" form an obstacle in the path of these drops and allow, thanks to the successive changes in direction of the air imposed by the baffles, to prevent liquid from being projected through the evacuation opening 10g outside of the enclosure at the same time the outgoing air flow F' Thanks to the baffles 14, 14', 14', no drop of liquid is projected outside the enclosure. This advantageously results in the flow rates. of air F and F' can be very large and/or the volume of the enclosure can be small, which reduces the bulk of the device, while avoiding the projection of drops of liquid outside the enclosure of the device.

On a représenté sur la figure 5, une installation pour la récupération de calories dans un flux gazeux F, qui met en oeuvre le dispositif 1 de la figure 1. Bien entendu, il est également possible pour réaliser cette installation d'utiliser les dispositifs des figures 2 à 4.We represented on the figure 5 , an installation for recovering calories in a gas flow F, which implements device 1 of the figure 1 . Of course, it is also possible to carry out this installation to use the devices of the figures 2 to 4 .

Dans cette installation de la figure 5, la réserve 11 de liquide L est par exemple une réserve d'eau, et est équipée de manière optionnelle d'une unité de traitement de l'eau 110 qui permet par exemple de maintenir le pH de l'eau à une valeur contrôlée, et par exemple un pH neutre et/ou de filtrer l'eau L pour retirer les impuretés ou polluants. L'installation est en outre équipée d'un système 2, de type pompe à chaleur, qui permet la récupération d'une partie des calories du liquide L de la réserve 11.In this installation of the Figure 5 , the reserve 11 of liquid L is for example a water reserve, and is optionally equipped with a water treatment unit 110 which makes it possible, for example, to maintain the pH of the water at a controlled value, and for example a neutral pH and/or filtering the water L to remove impurities or pollutants. The installation is also equipped with a system 2, of the heat pump type, which allows the recovery of part of the calories of the liquid L from the reserve 11.

Ce système 2 de récupération des calories comporte plus particulièrement un fluide caloporteur circulant dans un circuit fermé 20. Ledit circuit fermé 20 comprend un évaporateur 21 plongé dans le liquide L de la réserve 11, un condenseur 22 positionné à l'extérieur de la réserve 11 de liquide, un compresseur 23 interposé entre la sortie de l'évaporateur 21 et l'entrée du condenseur 22, un détendeur 24 interposé entre la sortie du condenseur 22 et l'entrée de l'évaporateur 21.This calorie recovery system 2 includes more particularly a heat transfer fluid circulating in a closed circuit 20. Said closed circuit 20 comprises an evaporator 21 immersed in the liquid L of the reserve 11, a condenser 22 positioned outside the reserve 11 of liquid, a compressor 23 interposed between the outlet of the evaporator 21 and the inlet of the condenser 22, a regulator 24 interposed between the outlet of the condenser 22 and the inlet of the evaporator 21.

En fonctionnement, un flux gazeux F chaud et/ou humide est créé par le compresseur 121a par aspiration à travers la tubulure d'admission 120c. Ce flux gazeux F est créé par aspiration par exemple à partir de l'air environnant à l'intérieur ou à l'extérieur d'un bâtiment, ou de manière à capter des fumées chaudes et/ou humides produites par une cheminée ou un appareil, et notamment par une cheminée industrielle.In operation, a hot and/or humid gas flow F is created by the compressor 121a by suction through the intake manifold 120c. This gas flow F is created by suction, for example from the surrounding air inside or outside a building, or in such a way as to capture hot and/or humid smoke produced by a chimney or device. , and in particular by an industrial chimney.

La température Tliquide du liquide L, et par exemple de l'eau, dans la réserve 11 est inférieure à la température initiale du flux de gaz F. Lors de son passage dans le volume de liquide V contenu dans l'enceinte 10 du dispositif, le gaz est refroidi et déshumidifié, le gaz F' sortant du dispositif 1 étant à une température inférieure à celle du flux de gaz entrant F et l'humidité absolue (poids d'eau par volume d'air) dans le flux de gaz F' sortant étant inférieure à l'humidité absolue du flux de gaz F entrant. Ce flux gazeux sortant F' est par exemple redirigé vers l'extérieur d'un bâtiment ou vers une zone (intérieure ou extérieure) où l'on a besoin de froid et de moins d'humidité.The liquid temperature T of the liquid L, and for example water, in the reserve 11 is lower than the initial temperature of the gas flow F. During its passage through the volume of liquid V contained in the enclosure 10 of the device , the gas is cooled and dehumidified, the gas F' leaving the device 1 being at a temperature lower than that of the incoming gas flow F and the absolute humidity (weight of water per volume of air) in the gas flow Outgoing F' being lower than the absolute humidity of the incoming gas flow F. This outgoing gas flow F' is for example redirected towards the exterior of a building or towards an area (interior or exterior) where cold and less humidity are needed.

Lors de son passage dans le volume de liquide V, le gaz cède des calories au volume de liquide V, grâce d'une part à la chaleur sensible liée à l'écart de température du gaz F et du liquide 11, et d'autre part à la chaleur latente liée à la vapeur d'eau qui est contenue dans le gaz F et qui se condense dans le liquide 11. Plus la différence de température entre le liquide 11 et le flux de gaz F entrant est importante, et plus on récupère de calories dans le liquide 11. Ces calories sont captées par et se répartissent dans la réserve 11 de liquide de plus grand volume. L'augmentation de température du liquide L de la réserve 11 qui en résulte permet de chauffer le fluide caloporteur qui circule à l'état de vapeur dans l'évaporateur 21. Tout ou partie des calories apportées au liquide L de la réserve 11 par le flux gazeux entrant F sont donc récupérées par chauffage du fluide caloporteur dans l'évaporateur 21, ce qui contribue à abaisser la température de la réserve 11 de liquide, et sont transférées jusqu' au condenseur 22 au niveau duquel le fluide caloporteur se condense à l'état liquide et restitue de la chaleur.During its passage through the volume of liquid V, the gas transfers calories to the volume of liquid V, thanks on the one hand to the sensible heat linked to the temperature difference of the gas F and the liquid 11, and on the other hand shares in the latent heat linked to the water vapor which is contained in the gas F and which condenses in the liquid 11. The greater the temperature difference between the liquid 11 and the incoming flow of gas F, the more we recovers calories in the liquid 11. These calories are captured by and distributed in the reserve 11 of liquid of greater volume. The resulting increase in temperature of the liquid L of the reserve 11 makes it possible to heat the heat transfer fluid which circulates in the vapor state in the evaporator 21. All or part of the calories supplied to the liquid L from the reserve 11 by the incoming gas flow F are therefore recovered by heating the heat transfer fluid in the evaporator 21, which contributes to lowering the temperature of the liquid reserve 11, and are transferred to the condenser 22 at which the heat transfer fluid condenses into the liquid state and releases heat.

Lorsque le flux gazeux F contient des polluants solubles dans le liquide de la réserve 11 ou des particules (par exemple flux gazeux F formé à partir de fumées industrielles polluantes), la réserve 11 de liquide L permet avantageusement de capter au moins une partie de ces polluants ou particules, et de produire un flux sortant F' plus propre.When the gas flow F contains pollutants soluble in the liquid of the reserve 11 or particles (for example gas flow F formed from polluting industrial fumes), the reserve 11 of liquid L advantageously makes it possible to capture at least part of these pollutants or particles, and to produce a cleaner outgoing flow F'.

L'installation de la figure 5 peut plus particulièrement être utilisée pour traiter des fumées industrielles haute température (par exemple à 1000°C) en les refroidissant en dessous de 100°C, et en les dépolluant, et en récupérant une partie importante des calories de ces fumées industrielles via la réserve 11 de liquide et le système de récupération énergie 2.The installation of the Figure 5 can more particularly be used to treat high temperature industrial fumes (for example at 1000°C) by cooling them below 100°C, and by decontaminating them, and by recovering a significant part of the calories from these industrial fumes via the reserve 11 of liquid and the energy recovery system 2.

On a représenté sur la figure 6 une installation de récupération d'énergie, qui se différencie de la figure 5, en ce que système de récupération d'énergie 2' utilise directement le liquide L de la réserve 11 comme liquide caloporteur, et permet d'alimenter en boucle fermée un réservoir 25 de stockage d'énergie (par exemple une réserve de liquide supplémentaire) ou un dispositif 25 (par exemple pompe à chaleur ou équivalent) permettant de récupérer par échange thermique les calories stockées dans le liquide 11. Le système de récupération d'énergie 2' comporte ainsi un circuit fermé dans lequel circule une partie du liquide L de la réserve à fonction de fluide caloporteur.We represented on the Figure 6 an energy recovery installation, which differs from the Figure 5 , in that energy recovery system 2' directly uses liquid L from reserve 11 as heat transfer liquid, and makes it possible to supply in a closed loop an energy storage tank 25 (for example an additional liquid reserve) or a device 25 (for example heat pump or equivalent) making it possible to recover by heat exchange the calories stored in the liquid 11. The energy recovery system 2' thus comprises a closed circuit in which a part of the liquid L of the reserve functions as a heat transfer fluid.

On a représenté sur la figure 7 une installation de récupération d'énergie, qui se différencie de la figure 5 par la mise en oeuvre dans le système de récupération d'énergie 2" d'un échangeur intermédiaire 26 dans lequel circule en boucle fermée un fluide caloporteur. Une partie 26a de l'échangeur intermédiaire 26 est plongée dans le liquide 11, et une partie 26b est située en dehors du liquide L et permet un transfert thermique avec le fluide caloporteur dans l'évaporateur 21 à l'extérieur de la réserve 11 de liquide L.We represented on the Figure 7 an energy recovery installation, which differs from the figure 5 by the implementation in the energy recovery system 2" of an intermediate exchanger 26 in which a heat transfer fluid circulates in a closed loop. A part 26a of the intermediate exchanger 26 is immersed in the liquid 11, and a part 26b is located outside the liquid L and allows heat transfer with the heat transfer fluid in the evaporator 21 outside the reserve 11 of liquid L.

Exemples d'applications non limitatifs de l'invention des installations des figures 5 à 7Non-limiting examples of applications of the invention of the installations of Figures 5 to 7 Exemple 1 : Recyclage vers l'extérieur de l'air vicié à l'intérieur d'une habitation ou d'un local avec récupération d'énergie Example 1 : Recycling to the outside of stale air inside a home or premises with energy recovery

L'air à l'intérieur de l'habitation ou du local contient environ 60% d'humidité relative et est à une température d'environ 20°C. La réserve 11 contient de l'eau à une température d'environ 3°C. L'énergie récupérée dans l'eau par m3 d'air est :

  • Chaleur sensible : environ 20KJ/m3
  • Chaleur latente : environ 10KJ/m3
The air inside the home or premises contains approximately 60% relative humidity and is at a temperature of approximately 20°C. Reserve 11 contains water at a temperature of approximately 3°C. The energy recovered in the water per m 3 of air is:
  • Sensible heat: approximately 20KJ/m 3
  • Latent heat: approximately 10KJ/m 3

Exemple 2 : Récupération d'énergie dans de l'air contenant environ 80% d'humidité relative et à une température d'environ 50°C. Example 2: Energy recovery in air containing approximately 80% relative humidity and at a temperature of approximately 50°C.

La réserve 11 contient de l'eau à une température d'environ 6°C. L'énergie récupérée dans l'eau par m3 d'air est :

  • Chaleur sensible : environ 54KJ/m3
  • Chaleur latente : environ 152KJ/m3
Reserve 11 contains water at a temperature of approximately 6°C. The energy recovered in the water per m 3 of air is:
  • Sensible heat: approximately 54KJ/m 3
  • Latent heat: approximately 152KJ/m 3

On a représenté sur la figure 8 une installation multi-étages qui comporte deux installation 11, 12 qui sont similaires à l'installation de la figure 5 et qui sont montées en cascade, le flux gazeux F' sortant de l'installation amont 11 étant utilisé comme flux gazeux entrant F de l'installation aval 12.We represented on the figure 8 a multi-stage installation which comprises two installations 11, 12 which are similar to the installation of the figure 5 and which are mounted in cascade, the gas flow F' leaving the upstream installation 11 being used as the entering gas flow F of the downstream installation 12.

Cette installation multi-étages de la figure 8 est particulièrement adaptée pour refroidir et récupérer de l'énergie en plusieurs étapes successives dans des flux gazeux haute température, comme par exemple des fumées industrielles.This multi-story installation of the figure 8 is particularly suitable for cooling and recovering energy in several successive stages in high temperature gas flows, such as industrial fumes.

On a représenté sur la figure 9, une installation de récupération d'énergie et le cas échéant de déshumidification de l'air à l'intérieur d'un local ou d'une habitation 3, qui fonctionne en circuit fermé, le flux d'air sortant F' refroidi, et le cas échéant déshumidifié, étant réinjecté dans ledit local 3. Dans cette installation, l'air qui est réintroduit dans le local est préalablement réchauffé par échange thermique avec le condenseur 22 du système de récupération d'énergie 2. Une autre partie de l'énergie transférée au condenseur 22 peut être récupérée par ailleurs (flèche A).We represented on the Figure 9 , an energy recovery installation and, where applicable, air dehumidification inside a premises or a dwelling 3, which operates in a closed circuit, the outgoing air flow F' cooled, and where appropriate dehumidified, being reinjected into said premises 3. In this installation, the air which is reintroduced into the premises is previously heated by heat exchange with the condenser 22 of the energy recovery system 2. Another part of the energy transferred to the condenser 22 can be recovered elsewhere (arrow A).

De manière non exhaustive et non limitative, le local 3 peut par exemple être une piscine couverte. Le local 3 peut également être tout type de local contenant des hommes ou des animaux, l'installation permettant ainsi la récupération d'énergie des activités humaines ou animales.In a non-exhaustive and non-limiting manner, room 3 can for example be an indoor swimming pool. Room 3 can also be any type of room containing men or animals, the installation thus allowing the recovery of energy from human or animal activities.

On a représenté sur la figure 10, une installation de récupération d'énergie qui permet de créer une zone intérieure tampon 4, dans laquelle l'humidité ou la concentration de poussières dans l'air est contrôlée. Dans cette installation, le flux d'air sortant F' qui a été déshumidifié et/ou filtré par passage dans le volume V d'eau est chauffé par une unité de traitement thermique 5 avant son introduction dans la zone intérieure tampon 4. Dans cette installation, le système de récupération d'énergie 2 est facultatif.We represented on the Figure 10 , an energy recovery installation which makes it possible to create an interior buffer zone 4, in which the humidity or the concentration of dust in the air is controlled. In this installation, the outgoing air flow F' which has been dehumidified and/or filtered by passing through the volume V of water is heated by a heat treatment unit 5 before its introduction into the internal buffer zone 4. In this installation installation, energy recovery system 2 is optional.

Dans les variantes de réalisation illustrées sur les figures annexées, l'ouverture d'évacuation 120c du conduit d'injection 120 est positionnée au-dessus niveau de l'ouverture d'admission de liquide 10d de la partie inférieure immergée 10e de l'enceinte. Dans une autre variante, l'ouverture d'évacuation 120c du conduit d'injection 120 peut être positionnée au niveau ou au-dessous du niveau de l'ouverture d'admission de liquide 10d de la partie inférieure immergée 10e de l'enceinte 10.In the alternative embodiments illustrated in the appended figures, the evacuation opening 120c of the injection conduit 120 is positioned above the level of the liquid inlet opening 10d of the lower submerged part 10e of the enclosure . In another variant, the evacuation opening 120c of the injection conduit 120 can be positioned at or below the level of the liquid inlet opening 10d of the lower submerged part 10e of the enclosure 10 .

Dans les variantes de réalisation illustrées sur les figures annexées, le niveau de liquide L dans l'enceinte 10 est le même dans le conduit d'injection 120 ou à l'extérieur du conduit d'injection 120. Dans une autre variante, il est possible de mettre en oeuvre une pompe hydraulique pour pomper du liquide dans la réserve 11 et pour introduire ce liquide pompée dans l'enceinte 10, à l'extérieur du conduit d'injection 120 de telle sorte que la profondeur d'immersion H1 du conduit d'injection 120 ( c'est-à-dire la hauteur H1 de liquide dans le conduit d'injection 120) est constamment inférieure à la hauteur H2 de liquide dans l'enceinte 10 et à l'extérieur du conduit d'injection 120. Dans ce cas l'ouverture d'évacuation 120c du conduit d'injection 120 peut être positionnée au même niveau ou au-dessous du niveau de l'ouverture d'admission de liquide 10d de la partie inférieure immergée 10e de l'enceinte 10.In the alternative embodiments illustrated in the appended figures, the liquid level L in the enclosure 10 is the same in the injection conduit 120 or outside the injection conduit 120. In another variant, it is possible to use a hydraulic pump to pump liquid into the reserve 11 and to introduce this pumped liquid into the enclosure 10, outside the injection conduit 120 in such a way that the immersion depth H1 of the injection conduit 120 (that is to say the height H1 of liquid in the injection conduit 120) is constantly less than the height H2 of liquid in the enclosure 10 and the exterior of the injection conduit 120. In this case the evacuation opening 120c of the injection conduit 120 can be positioned at the same level or below the level of the liquid inlet opening 10d of the submerged lower part 10e of enclosure 10.

Dans les variantes de réalisation illustrées sur les figures annexées, la réserve 11 est formée par un bac ouvert en partie supérieure. Dans une autre variante, le bac ou équivalent formant la réserve 11 peut être fermé.In the alternative embodiments illustrated in the appended figures, the reserve 11 is formed by a container open in the upper part. In another variant, the container or equivalent forming the reserve 11 can be closed.

Claims (18)

  1. A device for producing and treating a gas stream (F), said device including an enclosure (10), of which the lower part (10e) is submerged in a liquid (L) supply (11) and includes at least one liquid intake opening (10d), which makes it possible to place the lower part of the enclosure in communication with the liquid supply, such that the submerged lower part (10e) of the enclosure contains a volume (V) of this liquid, and on the one hand which includes at least one opening (10g) for discharging a gas stream, positioned above the surface (S) of the volume (V) of liquid contained in the enclosure, the device further including means for producing and injecting a gas stream (F) including at least one injection conduit (120), of which a lower part (120a) is submerged in the volume (V) of liquid contained in the submerged lower part of the enclosure, and extends in the upper part inside the enclosure (10) outside said volume (V) of liquid, said injection conduit (120) including, in its submerged lower part, at least one discharge opening (120c) positioned below the surface (S) of said volume (V) of liquid, said means for producing and injecting a gas stream (F) make it possible, during operation, to create and introduce an incoming gas stream (F), coming from outside the enclosure (10), in the non-submerged part (120b) of the injection conduit (120), such that said incoming gas stream (F) passes through the discharge opening (120c) of the submerged lower part of the injection conduit (120), and is introduced into said volume (V) of liquid contained in the submerged lower part of the enclosure, below the surface (S) of said volume (V) of liquid, and such that an outgoing gas stream (F'), treated by direct contact with said volume (V) of liquid, rises inside the enclosure (10) outside the injection conduit (120) and is discharged outside said enclosure (10), passing through the discharge opening (10g) of the enclosure characterized in that the submersion depth (H1) of the injection conduit is comprised between 20 mm and 200 mm and in that said means for producing and injecting a gas stream (F) make it possible, during operation, to create and introduce said incoming gas stream (F), with a flow rate of at least 1000m3/h and without modifying the outside pressure above the liquid (L) of the supply (11) outside the enclosure (10).
  2. The device according to claim 1, wherein the means for producing and injecting a gas stream (F) include a compressor (121a) that is connected to the non-submerged part (120b) of the injection conduit (120) or wherein said means for producing and injecting a gas stream (F) include a compressor (121a) connected to the discharge opening (10g) of the enclosure (10) .
  3. The device according to any one of the preceding claims, wherein the supply (11) of liquid is open at the upper part, and more particularly includes an open tub at the upper part and/or wherein the supply (11) of liquid, outside the enclosure (10), is at atmospheric pressure, including during the operation of the means for producing and injecting the incoming gas stream (F).
  4. The device according to any one of the preceding claims, wherein the discharge opening (120c) of the injection conduit (120) is positioned at the same level as the liquid intake opening (10d) of the submerged lower part (10e) of the enclosure (10) or above the level of the liquid intake opening (10d) of the submerged lower part (10e) of the enclosure (10) and/or wherein the injection conduit (120) makes it possible to introduce the gas stream (F) into said volume (V) of liquid by steering it downward.
  5. The device according to any one of the preceding claims, wherein the enclosure (10) includes one or several baffles (14; 14'; 14"), which make it possible to circulate the gas stream (F') leaving the volume (V) of liquid up to the discharge opening (10g), by having it undergo one or several changes of direction, so as to prevent liquid from being sprayed through the discharge opening (10g).
  6. The device according to any one of the preceding claims, wherein the submersion depth (H1) of the injection conduit is smaller than the height (H2) of the volume (V) of liquid in the enclosure (10) outside the injection conduit (120) and/or wherein the submersion depth (H1) of the injection conduit is comprised between 30 mm and 50 mm and/or wherein the height (H2) of the volume (V) of liquid in the enclosure (10) outside the injection conduit (120) is smaller than 500 mm, and preferably greater than 40 mm.
  7. The device according to any one of the preceding claims, wherein the means for producing and injecting a gas stream make it possible to create and introduce said incoming gas stream (F) with a flow rate of at least 10,000 m3/h, and/or wherein the ratio between the flow rate of the incoming gas stream (F) in the enclosure (10) and the volume (V) of liquid contained in the enclosure (10) is greater than 104h-1.
  8. The device according to any one of the preceding claims, wherein the temperature of the liquid (Tliquid) is lower than the temperature (Tinitial) of the gas stream (F) entering the enclosure (10) or wherein the temperature (Tliquid) of the liquid (L) is higher than the temperature (Tinitial) of the incoming gas stream (F) entering the enclosure (10).
  9. The device according to any one of the preceding claims, wherein the liquid (L) is water and/or wherein the liquid (L) is a liquid whose solidification temperature at atmospheric pressure is lower than 0°C.
  10. A facility making it possible to recover calories in an incoming gas stream (F), said facility including the device set out in any one of the preceding claims wherein the temperature of the liquid (Tliquid) is lower than the temperature (Tinitial) of the gas stream (F) entering the enclosure (10) and an energy recovery system (2; 2'; 2") making it possible to recover at least part of the calories captured in the liquid (L) from the supply (11) of said device.
  11. The facility according to claim 10, wherein the energy recovery system (2; 2") includes a closed circuit (20) in which a heat transfer fluid circulates, and which comprises an evaporator (21 or 26a) allowing a heat exchange with the liquid (L) in the supply (11) and preferably wherein the evaporator (21 or 26a) is submerged in the liquid (L) of the supply (11) and/or wherein the energy recovery system (2') includes a closed circuit in which part of the liquid (L) from the supply serving as a heat transfer fluid circulates.
  12. A facility including at least two upstream (11) and downstream (I2) facilities for recovering calories in a gas stream (F) that are according to any one of claims 10 and 11, and which are mounted in a cascade, such that the gas stream (F') leaving the device of the upstream facility (11) is at least partially, and preferably completely, used as incoming gas stream (F) of the device of the downstream facility (I2).
  13. A method for heating and/or cooling and/or humidifying and/or dehumidifying a site, using at least one device according to in any one of claims 1 to 9, and which is arranged such that the incoming gas stream (F) that is introduced into the enclosure (10) of the device is an air stream, and the air stream (F') leaving the device is introduced inside the site and preferably wherein the incoming air stream (F) that is introduced into the enclosure (10) comes at least partially from outside the site and/or preferably wherein the incoming air stream (F) that is introduced in the enclosure (10) comes at least partially from inside the site.
  14. A method for producing a gas stream (F'), and in particular an air stream, from an incoming gas stream (F), and in particular an incoming air stream, in which a facility according to any one of claims 10 to 12 is used, and for heating, at least part of the calories captured in the liquid supply (11) is used.
  15. A method for recovering calories in the air of a site or dehumidifying a site with calorie recovery, using a facility according to any one of claims 10 to 12, in which the incoming gas stream (F) that is introduced into the enclosure (10) of the device of the facility is an air stream coming at least partially from the inside of the site.
  16. A method for creating a buffer zone inside the site in which the humidity and/or dust content is controlled, characterized in that a device according to any one of claims 1 to 9 is used that is arranged such that the incoming gas stream (F') in the enclosure (10) of the device is an air stream coming at least partially from outside the site, and wherein the air stream (F') leaving the enclosure (10) of the device is introduced at least partially into the site.
  17. A method for filtering and/or cleaning up a gas stream, and in particular an air stream, using at least one device according to any one of claims 1 to 9, or a facility according to any one of claims 10 to 12, such that an incoming gas stream (F) containing particles and/or pollutants is introduced into the enclosure (10) of the device and at least part of these particles and/or pollutants are captured in the liquid (L) of the supply (11) of the device.
  18. The method according to claim 17, wherein the incoming gas flow (F) contains industrial fumes, and in particular high-temperature industrial fumes.
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